安全光幕的安全等級(jí)說明

        國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的機(jī)器設(shè)備出口歐盟、獲取CE認(rèn)證的時(shí)候，我們通常會(huì)在電氣控制電路的設(shè)計(jì)中遇到“安全等級(jí)”的概念。那么如何來區(qū)分電氣控制電路的安全等級(jí)?如何來設(shè)計(jì)電路以達(dá)到安全認(rèn)證的要求?

　　首先，在設(shè)計(jì)一套機(jī)器之前，必須對(duì)該機(jī)器進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。要從各個(gè)方面、各個(gè)部位，評(píng)估這臺(tái)機(jī)器會(huì)帶來什么樣的危險(xiǎn)，最終確定這臺(tái)機(jī)器(或其中某一部分)的危險(xiǎn)等級(jí)。根據(jù)歐洲機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)EN 954-1，危險(xiǎn)等級(jí)分為B，1，2，3，4五個(gè)等級(jí)，危險(xiǎn)等級(jí)依次增高，等級(jí)4為最高的危險(xiǎn)等級(jí)。危險(xiǎn)等級(jí)的劃分和確定如圖1所示：

　　圖1

　　在完成一臺(tái)機(jī)器(或其中某一部分)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、確定其危險(xiǎn)等級(jí)后，就必須采取一系列的措施來降低風(fēng)險(xiǎn)。如機(jī)械結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)改進(jìn)、安全防護(hù)措施的增加、安全控制電路的使用等等。

　　對(duì)于安全控制電路的設(shè)計(jì)，也必須符合所要求的安全等級(jí)。根據(jù)歐洲機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)EN 954-1，對(duì)應(yīng)于危險(xiǎn)等級(jí)的5個(gè)等級(jí)，控制電路的安全等級(jí)也分為B，1，2，3，4五個(gè)等級(jí)，安全等級(jí)依次增高，等級(jí)4為最高的安全等級(jí)。舉例來說，一臺(tái)機(jī)器(或其中某一部分)的危險(xiǎn)級(jí)別確定為4級(jí)，那么相應(yīng)的安全控制電路的安全等級(jí)也必須為4級(jí)。

　　等級(jí)B要求與安全功能有關(guān)的控制電路在設(shè)計(jì)、選擇和組裝過程中必須使用符合基本安全準(zhǔn)則和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全開關(guān)電器。安全控制電路要能夠承受語氣的運(yùn)行強(qiáng)度，能夠承受運(yùn)行過程中工作介質(zhì)的影響和相關(guān)外部環(huán)境的影響。等級(jí)B是最基本的等級(jí)，其他等級(jí)都必須滿足等級(jí)B的要求。

　　與等級(jí)B相比，等級(jí)1要求使用成熟的元器件，即在相似的應(yīng)用領(lǐng)域有過廣泛和成功的使用，或是根據(jù)可靠的安全標(biāo)準(zhǔn)制造的元器件，以及使用成熟的技術(shù)。

　　等級(jí)B和等級(jí)1的典型接線示例如圖2：

　　圖2

　　在等級(jí)B和等級(jí)1中，安全控制系統(tǒng)對(duì)故障的承受能力主要是通過采用適當(dāng)?shù)脑骷韺?shí)現(xiàn)。如圖所示，保險(xiǎn)絲F0和急停按鈕S0串聯(lián)在主控回路中。若采用合理的保險(xiǎn)絲和可靠的急停按鈕，這個(gè)回路里的風(fēng)險(xiǎn)我們是可以接受的。但當(dāng)安全控制電路中出現(xiàn)任何一個(gè)單一故障，如急停按鈕觸點(diǎn)焊死，都會(huì)導(dǎo)致安全功能的丟失。故這個(gè)控制回路的安全等級(jí)只能夠是B級(jí)或1級(jí)。

　　在危險(xiǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)中，等級(jí)B和等級(jí)1很少使用。通常最常使用的是等級(jí)2，3，4。這些安全等級(jí)的具體描述如下：

　　圖3

　　我們可以把一個(gè)簡(jiǎn)單的控制電路分成信號(hào)輸入部分(如急停按鈕、限位開關(guān)、光柵)、控制部分(如繼電器、PLC)和輸出部分(如控制電機(jī)用交流接觸器)。根據(jù)EN 954-1中安全等級(jí)的描述，若要達(dá)到安全等級(jí)2級(jí)及其以上，控制部分必須使用安全的元器件，如安全繼電器、安全PLC等。在所使用的安全繼電器達(dá)到要求的安全等級(jí)的基礎(chǔ)上，我們通常可以通過信號(hào)輸入部分的接線來判斷等級(jí)2、3、4。我們現(xiàn)在以急停按鈕為例，分析這三個(gè)安全等級(jí)的應(yīng)用接線。

　　若是使用單通道信號(hào)輸入，進(jìn)入安全繼電器，那么這個(gè)控制電路的安全等級(jí)是在2級(jí)，如圖4所示。

　　圖4

　　若使用雙通道信號(hào)輸入，進(jìn)入安全繼電器，同時(shí)不可檢測(cè)兩個(gè)輸入觸點(diǎn)間的短路。那么這個(gè)控制回路的安全等級(jí)是在3級(jí)，如圖5所示。

　　圖5

　　若使用雙通道信號(hào)輸入，進(jìn)入安全繼電器，同時(shí)可檢測(cè)兩個(gè)輸入觸點(diǎn)間的短路。那么這個(gè)控制回路的安全等級(jí)是在4級(jí)，如圖6所示。